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Auflistung Master-/Bachelor-/Staatsexamens-/Studienarbeiten nach Auflistung nach Fachbereich/Einrichtung "FB 08 - Biologie und Chemie"
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Item Die aktuelle Verbreitung und Bestandssituation von Pflanzen der Roten Liste Hessens 2008, im Vergleich mit den Angaben von Dillenius (1719), Walther (1802) sowie Heyer & Rossmann (1860-1863) in Gießen und Umgebung(2018) Händler, ArthurIn dieser botanisch-ökologischen Arbeit wurden 148 Pflanzenarten, die nach der Roten Liste Hessens von 2008 inkl. der Region Nordost vom Aussterben bedroht, stark gefährdet oder gefährdet sind, nachgesucht. Im Vorfeld wurde eine umfangreiche Literaturrecherche durchgeführt. Die Feldarbeit beschränkte sich vor allem auf die Erhebung der aktuellen Populationsgröße und Einschätzung der Gefährdungsursachen. Um einen Überblick über die Verbreitung im UG von früher und heute zu bekommen, wurden Verbreitungskarten für jede untersuchte Pflanzenart erstellt und alte Fundangaben von Dillenius (1719), Walther (1802) sowie Heyer & Rossmann (1860-1863) rekonstruiert.Im Zeitraum der Nachsuche wurden 2225 Datensätze erhoben - 1515 aktuelle Angaben (738 bestätigt und 777 Neufunde ) und 707 nicht bestätigte Angaben. Von den 148 untersuchten Pflanzenarten wurden 96 Arten im UG bestätigt und 52 nicht bestätigt. Zwei Pflanzenarten (Callitriche palustris s. str. und Rumex palustris) werden nicht bewertet. Rumex palustris ist eine Fehlangabe und Callitriche palustris s. str. konnte nicht nachgewiesen werden.Die meisten untersuchten Pflanzenarten (fast 40 %) kamen auf Trocken/Magerrasen und Äckern vor. Es sind aber nicht die Trocken/Magerrasen, wo der größte Rückgang zu verzeichnen ist. Es sind im Untersuchungsgebiet die Wälder, wo sich die Pflanzendiversität in den letzten 50 Jahren stark verringert hat. 50 Pflanzenarten sind aktuell verschollen oder ausgestorben. Gründe dafür sind viele anthropogene Faktoren wie Urbanisierung, Zerschneidung von Lebensräumen, Herbizid-Einträge, Verbuschung und Verbrachung von Flächen. Weiterhin spielen auch der immer stärker werdende Stickstoffeintrag und der Klimawandel eine große Rolle, die aber schwierig zu verifizieren sind.Von den 148 untersuchten Pflanzenarten zeigten 99 Arten eine Tendenz des Rückgangs. Nur wenige Arten zeigten eine Tendenz der Zunahme (Kickxia elatine, Carex tomentosa) oder nahmen über die Zeit deutlich zu (Anthriscus caucalis). Der Großteil der Pflanzenarten, die im Bestand zurückgingen oder ganz verschollen sind, sind Arten mit einer hohen Lichtzahl und einer geringen Stickstoffzahl. Die häufigste unter-suchte Pflanzenart nach Anzahl der Fundangaben war Senecio aquaticus (181 aktuelle Nachweise), die größte erhobene Gesamt-Populationsgröße hatte Ventenata dubia (113.565 Ex.), eine Verantwortungsart für Hessen. Den größten Rückgang von den bestätigten Arten zeigten Glebionis segetum, Hyoscyamus niger und Centaurium pulchellum.Im Grundsatz müssten eigentlich jede große Stadt oder jeder Landkreis eine Rote Liste er-stellen. Überregionale Rote Listen zeigen fast nur eine Tendenz, geben aber nicht den eigentlichen Gefährdungsgrad der Pflanzenarten kleinräumig wieder. Für die Region Gießen zeigte sich, dass eine lokale Rote Liste für viele Pflanzenarten mehr Sinn ergibt, da im UG viele Arten kurz vom Aussterben oder verschollen sind, die nach der Roten Liste Hessens 2008 und oder Region Nordost als gefährdet oder auf V (Vorwarnliste) eingestuft sind. Bei-spiele dazu wären Familien der Gentianaceae und Orchidaceae wie Gentianella germanica, Gentianella ciliata, Cephalanthera longifolia, Cephalantera rubra und Orchis purpurea - typische Vertreter, die eher auf Kalk vorkommen und mehr im Norden von Hessen beheimatet sind.Des Weiteren müsste die Familie der Pyrolaceae, vor allem Pyrola minor, die in Hessen als V eingestuft ist und stark zurückgeht, höher eingestuft werden. Außerdem sind diese Listen nur auf Annahme von Botanikern und nicht aus wissenschaftlichen Arbeiten entstanden. Je kleinräumiger diese Listen erstellt werden, umso besser zeigen sie die wirkliche Situation in Bezug auf die Gefährdung der Pflanzenarten.Außerdem sollte der Fokus nicht nur auf die gefährdeten/seltenen Pflanzenarten gerichtet werden. Die Lebensräume, die noch übriggeblieben sind, müssen geschützt, erhalten und ggf. wiederhergestellt werden. Das gilt auch noch für häufigere Arten wie Cardamine pratensis oder Sanguisorba officinalis (Schnedler, brieflich.).Item Beitrag zur Entwicklung einer geographischen Datenbasis der Landnutzung(1999) Kühn, StefanWeltweit haben menschliche Aktivitäten den Zustand der terrestrischen Biosphäreverändert. Entwaldung und die Etablierung von Ackerland sind und waren die markantesten Manifestationen dieser Aktivitäten. In dieser Arbeit werden Datensätze erstellt, die digitalisierte Informationen über dasWas, Wieviel, Wann und Wo von Landnutzungsänderungen enthalten. Die räumliche Auflösung der Daten beträgt 0.5 x 0.5 Grad und richtet sich nachden Erfordernissen dynamischer regionaler oder globaler Kreislaufmodelle, die einesolche Auflösung mehrheitlich verwenden.Publikationen, die auf der Basis von Satellitenaufnahmen oder historischen Landnutzungsdaten Landnutzungsänderungen geographisch und zeitlich rekonstruieren,bestenfalls in Form von Karten, sind systematisch ausgewertet worden, um die Datensätze zu erstellen. Für 12 Länder konnten Dateien über Landnutzungsänderungen erstellt werden:Brasilien, Paraguay, die Vereinigten Staaten, Costa Rica, Liberia, Ghana, Elfenbeinküste, Nigeria, Madagaskar, Malaysia, die Philippinen und Australien.Ein wichtiger Schwerpunkt lag auf der Quantifizierung und Lokalisierung der massiven Rodungen im Amazonasgebiet.Die vorgelegten Datensätze können in Verbindung mit dynamischen Modellen dabeihelfen, die Rolle von Landnutzungs- und Landbedeckungsänderungen in den biogeo-chemischen Kreisläufen besser einzuschätzen, insbesondere in quantitativer Hinsicht. Die Ergebnisdateien sind auf Anfrage vom Autor erhältlich (Stefan.Kuehn@bio.uni-giessen.de)Item Charakterisierung des Wasserhaushalts von C3 und C4 Wildkräutern unter erhöhten CO2-Konzentrationen(1996) Kattge, JensIn meiner Diplomarbeit habe ich den Einfluß erhöhter atmosphärischer CO2-Konzentrationen auf Wachstum, Entwicklung undWasserhaushalt der C3-Pflanzen Chenopodium album und Senecio vulgaris und der C4-Pflanze Amaranthus retroflexus untersucht.Hierzu wurden die Pflanzen bei kontrollierter Wasserversorgung, zwei Düngestufen (0, 500 mg N/Topf) und drei CO2Konzentrationen(Außenluft, 550 ppm, 715 ppm) in Open-top-Kammern exponiert. Im Verlauf der Expositionsperiode wurden Bodenwasserpotential,Wasserverbrauch, Wachstum und Entwicklung der Pflanze sowie der Gaswechsel auf Blattebene bestimmt. Aus den Ergebnissen derErnte wurden Biomasse, Stickstoffgehalt, Blattfläche und Wassernutzungskoeffizient der Produktivität berechnet. Die erste Expositionsperiode war durch hohe Temperaturen und geringes Wasserangebot gekennzeichnet, so daß der Gaswechsel vonSenecio und Chenopodium Anzeichen von Trockenstreß zeigten. Die zweite Expositionsperiode wies geringere Temperaturen und einreichliches Wasserangebot auf. Die C3-Pflanzen reagierten erwartungsgemäß mit gesteigerten Photosyntheseraten auf erhöhte CO2-Konzentrationen. Bei Chenopodiumdeuteten sich Anzeichen einer Akklimation der Photosynthese an erhöhte CO2-Konzentrationen an. Diese können aber auch aber auchAusdruck der beschleunigten Entwicklung und früheren Seneszenz sein. Amaranthus wies eine geringe Steigerung der Photosyntheseratedurch erhöhte CO2-Konzentrationen auf. Dies kann als Anzeichen für eine Anpassung der C4-Pflanze an erhöhte CO2-Konzentrationengedeutet werden. Chenopodium und Amaranthus reagierten erwartungsgemäß mit gesenkter stomatärer Leitfähigkeit auf erhöhte CO2-Konzentration,wobei die Reaktion von Chenopodium bei Trockenstreß deutlicher ausfiel als bei guter Wasserversorgung. Senecio zeigte nur bei einemangespannten Wasserhaushalt eine gesenkte stomatäre Leitfähigkeit, bei guter Wasserversorgung waren die Stomata insensitiv fürgesteigerte CO2-Konzentrationen. Durch Trockenstreß wurde die Sensitivität der Stomata (der C3-Pflanzen) für erhöhteCO2-Konzentrationen gesteigert. Das Verhältnis der interzellulären zur externen CO2-Konzentration wurde durch die erhöhte CO2-Konzentration bei keiner Pflanzenartgeändert. Der Wassernutzungskoeffizient der Photosynthese (WUEPh) sank bei allen Arten mit zunehmendem Wasserdampfsättigungsdefizit derLuft. Die C4 Art wies bei einem Wasserdampfsättigungsdefizit der Luft von 20 hPa eine doppelt so große WUEPh wie die C3 Arten auf. In715 ppm war die WUEPh bei allen Arten um ca.100% gesteigert, gegenüber 400 ppm . Der Wassernutzungskoeffizient der Produktivität (WUEPr) war durch erhöhtes CO2 bei allen drei Arten gesteigert. Chenopodium erzielte inerhöhter CO2-Konzentration größere Biomassen bei geringerem Wasserverbrauch. Senecio wies eine deutliche Biomassesteigerung auf,allerdings bei gesteigertem Wasserverbrauch. Bei Amaranthus waren sowohl Biomasse- als auch Transpirationsänderung gering, aberdie Effekte addierten sich. Die WUEPr war zum Zeitpunkt der Ernte bei der C4-Art Amaranthus doppelt so hoch wie bei den C3-Arten. DasWachstum wurde bei allen drei Arten durch erhöhte CO2-Konzentrationen gefördert, wobei dieser Effekt bei den C3-Pflanzen deutlicherausfiel als bei Amaranthus. Die C3-Pflanzen wiesen in erhöhter CO2-Konzentration in der Jugendphase eine deutlicheWachstumsbeschleunigung gegenüber den Pflanzen in Außenluft auf. Dies führte in dieser Wachstumsphase zu höherem Wasserverbrauchder Pflanzen in erhöhten CO2-Konzentrationen. Mit zunehmendem Alter der Pflanzen verringerte sich die wachstumsstimulierende Wirkungder erhöhten CO2-Konzentration, und die Pflanzen verbrauchten weniger Wasser als die Pflanzen in Umgebungsluft. Zum Zeitpunkt derErnte hatte Senecio in erhöhter CO2-Konzentration mehr Wasser verbraucht und Chenopodium weniger als in Außenluft. Das Blattgewicht und die Blattfläche wurden durch die erhöhten CO2-Konzentrationen wenig geändert. Das Verhältnis der Blattfläche zuTrockengewicht der Gesamtpflanze war bei den C3-Pflanzen in erhöhten CO2-Konzentrationen verringert, bei Amaranthus unverändert.Das Verhältnis der Blattfläche zu Blattgewicht war bei allen Arten in erhöhten CO2-Konzentrationen verringert. Die Stickstoffkonzentrationen in den Pflanzengeweben waren bei allen Arten in Pflanzen aus erhöhten CO2-Konzentrationen geringer als inPflanzen aus Außenkonzentration, wobei sich die aufgenommene Stickstoffmenge nicht unterschied. Die unterschiedlicheStickstoffkonzentration in den Pflanzen ist wahrscheinlich das Ergebnis gesteigerter Biomasseproduktion in erhöhter CO2-Konzentrationbei limitiertem Stickstoffangebot.Item Einfluss steigender Temperaturen und CO2-Konzentrationen auf Pflanzenphänologie und -anatomie(2005) Streitfert, AnitaDie CO2-Konzentration ist seit 1750 von 280 ppm auf heute 375 ppm angestiegen und wird sich bis 2100 weiter auf 540-970 ppm erhöhen. Dieser Anstieg wirkt sich indirekt über die Erwärmung der Atmosphäre als auch direkt auf die Pflanzen aus. Ziel dieser Arbeit war daher die Auswirkung der Klimaerwärmung in den letzten 50 Jahren und der prognostizierten Klimaerwärmung auf die Pflanzenentwicklung sowie die Wirkung von moderat erhöhten CO2-Konzentrationen (+20 %) auf die Phänologie, die Anatomie und den Stomatawiderstand von Pflanzen zu untersuchen. Anhand der Auswertung phänologischer Daten landwirtschaftlicher Kulturpflanzen, Obstgehölzen und wildwachsenden Pflanzen der Jahre 1951 bis 2003 von 170 Stationen in Hessen konnte gezeigt werden, dass es in diesem Zeitraum zu Verschiebungen in der Pflanzenentwicklung gekommen ist. Der Eintritt phänologischer Phasen verfrühte sich im Mittel zwischen 0,4 bis 5,5 Tage/Dekade. Die Frühjahrsphasen zeigten dabei den stärksten Trend. Im Jahresverlauf nahm die Verfrühung der phänologischen Phasen ab. Regionale Unterschiede und gegensätzliche Trends in benachbarten Naturräumen zeigten sich in der Reaktion der Pflanzen (z.B. Blattseneszenz der Stiel-Eiche), aber auch in der Dauer der Vegetationsperiode. Während sich die Vegetationszeit in manchen Regionen verlängert hat, ist sie in anderen unverändert geblieben. Im Gießen-Koblenzer-Lahntal hat sie sich sogar verkürzt.Mit Hilfe von Modellen, basierend auf den Temperaturdaten eines Regionalisierungsmodells für die meteorologische Station Gießen, konnte beispielhaft für den Naturraum 348 (Marburg-Gießener-Lahntal) gezeigt werden, dass es aufgrund der prognostizierten Klimaerwärmung in der Dekade von 2041 bis 2050 zu weiteren Verfrühungen in der Pflanzenentwicklung und zur Verlängerung der Vegetationsperiode kommen wird. Die Verfrühung der Frühjahrsphasen hat zur Folge, dass die Gefahr von Spätfrost auch in der Zukunft vorhanden ist und für einige Obstarten wahrscheinlich noch ansteigt. Neben erhöhten Lufttemperaturen beeinflussen jedoch auch erhöhte CO2-Konzentrationen die Phänologie. So zeigte die überwiegende Anzahl der untersuchten Pflanzenarten eines Grünlandbestandes - trotz nur moderat erhöhten CO2-Konzentration - Verschiebungen im mittleren Blühbeginn, wobei sowohl Verfrühungen als auch Verspätungen auftraten. Eine signifikante Verfrühung unter erhöhten CO2-Konzentrationen konnte bei Glechoma hederacea und bei Saxifraga granulata beobachtet werden. Dies deutet darauf hin, dass immergrüne Arten von der ganzjährigen CO2-Anreicherung profitieren und mit einer schnelleren Entwicklung im Frühling reagieren. Große Unterschiede im Zeitpunkt des Blühbeginns lassen vermuten, dass der CO2-Effekt durch die Witterung modifiziert wird. Die Auswirkungen von erhöhten CO2-Konzentrationen auf anatomische Parameter und den Stomatawiderstand für Wasserdampf wurde beispielhaft an sechs Arten untersucht. Dabei reagierten die Pflanzen auf moderat erhöhte CO2-Konzentrationen unterschiedlich: Arrhenatherum elatius und Saxifraga granulata erhöhten den Stomatawiderstand für Wasserdampf hauptsächlich durch die Verringerung der Stomatadichte, Glechoma hederacea hingegen überwiegend durch eine Reduzierung der Öffnungsweite der Stomata. Im Bezug auf die Blattdicke, die Blattdichte und den LMA (leaf mass per area) zeigte Glechoma hederacea generell positive Reaktionen auf erhöhte CO2-Konzentrationen. Im Gegensatz dazu reagierten die anderen untersuchten Arten unterschiedlich. Als einzige Art zeigte Glechoma hederacea eine signifikante Verfrühung im Blühbeginn einhergehend mit einer signifikanten Erhöhung des Stomatawiderstandes für Wasserdampf. Verringerungen der Transpiration könnten zu erhöhten Blatt- und Bestandestemperaturen führen und damit Auswirkungen auf die Phänologie haben, so dass Klimaerwärmung und CO2-Effekt nicht trennbar sind.Item Infrarotspektroskopie an katalytisch aktiven Oberflächen(2005) Goldstein, RolfKatalysatoren besitzen in der heutigen Zeit einen großenStellenwert. Die Tatsache, dass bereits kleine Mengen große Wirkungerzielen, ist besonders für die Wertschöpfung in der chemischenIndustrie von zentraler Bedeutung. Als Beispiel sei dieAmmoniak-Synthese nach Haber und Bosch genannt, die ohne den Einsatzvon Katalysatoren unwirtschaftlich wäre. Bereits in der Antike wurde Katalyse betrieben, wenn auch nur reinempirisch, denn Reaktionsabläufe waren nicht bekannt. Erst gegenEnde des 18. Jahrhunderts begannen sich Wissenschaftler dafür zuinteressieren, dass bei manchen Reaktionen ein zusätzlicher Stoffvorhanden war, ohne den die Reaktion nicht ablief, der sich aberselbst nicht zu verändern schien. Besonders Säuren, Metalle undMetalloxide wurden als Katalysatoren eingesetzt. Das hat sich bisheute nicht geändert. Die bereits erwähnte Ammoniak-Synthese wirddurch Eisen katalysiert. Auch der Abgaskatalysator im Auto enthältauf Keramikträger aufgebrachte Metallpartikel, um zu gewährleisten,dass die Verbrennung von Kohlenwasserstoffen quantitativ verläuftund der in Stickoxiden gebundene Sauerstoff auf Kohlenstoffmonooxidund auf noch nicht oxidierte Kohlenwasserstoffe übertragen wird. Nurnoch Stickstoff und Kohlenstoffdioxid bleiben als ungefährliche Gasezurück. In Anbetracht der Tatsache, dass die Umweltverschmutzung einzentrales Problem der heutigen Zeit ist, stellen die Umsetzungtoxischer Gase in umweltverträgliche Stoffe einen wichtigenLösungsansatz dar. Derartige Gasreaktionen finden an den katalytischaktiven Oberflächen der Metalle statt. Daher ist es wichtig zuverstehen, was genau an der Metalloberfläche passiert. Unter realenBedingungen gestaltet sich das jedoch schwierig, weil die Systeme zukomplex sind. Es wurden vereinfachte Modellsysteme geschaffen inForm von Einkristallen unter Ultrahoch-Vakuum-Bedingungen. Dieseidealisierten Bedingungen ergaben 'pressure gap' (Drucklücke) und'materials gap' (Materiallücke). Mittels geeigneter Messmethoden,die auch bei höheren Drücken reproduzierbare Ergebnisse erzielen,konnte dieses Problem für manche Systeme gelöst werden. DieInfrarot-Reflexions-Adsorptions-Spektroskopie (IRAS) gehört zu denMessmethoden, mit deren Hilfe es möglich ist, dieReaktionsmechanismen an katalytisch aktiven Oberflächen zuuntersuchen und die Drucklücke zu überwinden. In Kapitel 1 werde ich zunächst auf die Grundlagen derSchwingungsspektroskopie und der Fourier-Transformation eingehen,bevor ich in Kapitel 2 dieInfrarot-Reflexions-Absorptions-Spektroskopie im Detail erläutere.Als Beispiel einer katalysierten Reaktion habe ich die Oxidation vonKohlenstoffmonoxid an Ruthenium ausgewählt, welches eingehenderforscht worden ist. Im praktischen Teil meiner Arbeit (Kapitel 4)werde ich die Adsorption von CO auf Ruthenium in Abhängigkeit vonder Bedeckung untersuchen. Im Anhang dieser Arbeit sind verschiedene Literaturquellen zum Thema IRAS angegeben, in denen Grundlagen und Anwendungen vermittelt werden. Zudem ist das aktuelle Skript für den Versuch am FT-IR-Spektrometer beigefügt, welches ich in Zusammenarbeit mit Studenten im Rahmen des Fortgeschrittenenpraktikums am Physikalisch-Chemischen Institut überarbeitet habe.Item Optimierung der optischen Komponenten einer Kapillarelektrophorese - Apparatur(2004) Hubbe, Carl ChristophDie hier vorliegende Arbeit beschäftigt sich als zweiter von mindestens zwei Teilen mit dem (Nach-) Bau einer funktionierenden und gleichzeitig preisgünstigen Kapillarelektrophorese-Apparatur. Durch den ersten Teil, der von Bernhard Schwabe ebenfalls in Form einer Zulassungsarbeit zum ersten Staatsexamen geschrieben wurde, ist die Themenstellung meiner Arbeit bereits vorgegeben. Da es bisher nicht möglich war, die Fluoreszenz der Farbstoffe an den DNA-Molekülen zu detektieren, sollte dies mein Auftrag sein. Die Arbeit enthält zunächst einen theoretischen Teil. Das erste Unterkapitel stellt dabei die verschiedenen und gut erhältlichen Fluoreszenzfarbstoffen vor, mit dem Hintergedanken, den bereits ausgewählten Farbstoff ROX eventuell durch einen empfindlicheren und damit leichter detektierbaren zu ersetzen. Es folgt in einem weiteren Unterkapitel die Beschreibung der für uns interessanten Lasertypen. Ohne das Wissen über deren Funktionsweise ließe sich nämlich ein Teil der aufgenommenen Spektren nicht erklären. Aus demselben Grund schließt sich im folgenden Kapitel die Beschreibung der Arbeitsweise eines Spektrometers an. Schließlich wird der theoretische Teil noch mit einem Kapitel über die Trennung der DNA-Fragmente in der Kapillare ergänzt. Dieses Kapitel hat zwar nur bedingt mit der eigentlichen Themenstellung meiner Arbeit zu tun, andererseits könnte ohne eine ordentliche Auftrennung der DNA nach ihrer Größe auch keine sinnvolle Detektierung über die optischen Elemente erfolgen. Außerdem empfinde ich die bisherige Darstellung zu diesem Thema als zu verkürzt, wenn man bedenkt, dass die Trennung der Fragmente die eigentliche Aufgabe dieser Apparatur ist. Im Kapitel mit den Berechnungen werden die Hypothesen zur Eignung der einzelnen Fluoreszenzfarbstoffe belegt, wobei ich bei meinen Annahmen auf die Überlegungen von Schwabe zurückgreife. Außerdem werden Überlegungen angestellt, wie der Detektor am besten eingestellt werden muss, um die vom Farbstoff ausgesandten Photonen zu größtmöglichen Teilen auffangen zu können. Der größte und auch wichtigste Teil dieser Arbeit ist jedoch der experimentelle Teil. In diesem Bereich der Arbeit werden zunächst alle Bemühungen beschrieben, die ich angestrengt habe, um die Fragen zu klären, die sich aus den bereits von Schwabe durchgeführten Experimenten ergeben hatten. Im weiteren Verlauf werden dann sämtliche Experimente aufgeführt, mit deren Hilfe ich versucht habe, die Fluoreszenz der Farbstoffmoleküle sichtbar zu machen. Nachdem diese Aufgabe erfreulicher Weise gelungen ist, schließt meine Arbeit mit einigen Aufnahmen, die ich mit Hilfe des Computers von den Trennungsvorgängen der Fragmente erhalten habe. Tatsächlich ließe sich noch einige Arbeit in die Feinabstimmung der Apparatur investieren, was aufgrund der begrenzten Zeit, die für eine Staatsexamensarbeit zur Verfügung steht, jedoch nicht möglich war.